Hysteretic gas and vapor sorption in flexible interpenetrated lanthanide-based metal-organic frameworks with coordinated molecular gating via reversible single-crystal-to-single-crystal transformation for enhanced selectivity

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 5, 2015, Pages 1502-1516

  Wang, Chao ^a,c,d   Li, Liangjun ^a   Bell, Jon G ^b   Lv, Xiaoxia ^c,e   Tang, Sifu ^c   Zhao, Xuebo ^a,c   Thomas, K Mark ^b  

^a CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM   (China)

^b NEWCASTLE UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c QINGDAO INSTITUTE OF BIOENERGY AND BIOPROCESS TECHNOLOGY   (China)

^d UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^e QUFU NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ANALYSIS; ADSORPTION; CARBON DIOXIDE; CERIUM; CRYSTAL LATTICES; CRYSTALLINE MATERIALS; DESORPTION; DYSPROSIUM; ENTROPY; ERBIUM; EUROPIUM; GADOLINIUM; HEAT TREATMENT; HYSTERESIS; MOLECULES; NEODYMIUM; ORGANOMETALLICS; PRASEODYMIUM; RARE EARTH ELEMENTS; SHRINKAGE; SINGLE CRYSTALS;

ADSORPTION AND DESORPTIONS; ENTHALPY OF ADSORPTION; FRAMEWORK STRUCTURES; METAL ORGANIC FRAMEWORK; METALORGANIC FRAMEWORKS (MOFS); SINGLE CRYSTAL-TO-SINGLE-CRYSTAL TRANSFORMATION; STRUCTURAL TRANSFORMATION; X-RAY SINGLE CRYSTAL;

SAMARIUM;

EID: 84924386472     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm503533r     Document Type: Article

References (77)

1. Eddaoudi, M.; Kim, J.; Rosi, N.; Vodak, D.; Wachter, J.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2002, 295, 469
2. Zhou, H. C.; Long, J. R.; Yaghi, O. M. Chem. Rev. 2012, 112, 673
3. Furukawa, H.; Cordova, K. E.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2013, 341, 974
4. Yaghi, O. M.; OKeeffe, M.; Ockwig, N. W.; Chae, H. K.; Eddaoudi, M.; Kim, J. Nature 2003, 423, 705
5. Suh, M. P.; Park, H. J.; Prasad, T. K.; Lim, D. W. Chem. Rev. 2012, 112, 782
6. Sumida, K.; Rogow, D. L.; Mason, J. A.; McDonald, T. M.; Bloch, E. D.; Herm, Z. R.; Bae, T. H.; Long, J. R. Chem. Rev. 2012, 112, 724
7. Liu, J.; Thallapally, P. K.; McGrail, B. P.; Brown, D. R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2308
8. Chen, B.; Zhao, X.; Putkham, A.; Hong, K.; Lobkovsky, E. B.; Hurtado, E. J.; Fletcher, A. J.; Thomas, K. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6411
9. Li, J. R.; Sculley, J.; Zhou, H. C. Chem. Rev. 2012, 112, 869
10. Mohideen, M. I. H.; Xiao, B.; Wheatley, P. S.; McKinlay, A. C.; Li, Y.; Slawin, A. M. Z.; Aldous, D. W.; Cessford, N. F.; Duren, T.; Zhao, X.; Gill, R.; Thomas, K. M.; Griffin, J. M.; Ashbrook, S. E.; Morris, R. E. Nat. Chem. 2011, 3, 304
11. Li, J. R.; Kuppler, R. J.; Zhou, H. C. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1477
12. Nugent, P.; Belmabkhout, Y.; Burd, S. D.; Cairns, A. J.; Luebke, R.; Forrest, K.; Pham, T.; Ma, S. Q.; Space, B.; Wojtas, L.; Eddaoudi, M.; Zaworotko, M. J. Nature 2013, 495, 80
13. Allendorf, M. D.; Bauer, C. A.; Bhakta, R. K.; Houk, R. J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1330
14. Cui, Y. J.; Yue, Y. F.; Qian, G. D.; Chen, B. L. Chem. Rev. 2012, 112, 1126
15. Lee, J.; Farha, O. K.; Roberts, J.; Scheidt, K. A.; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450
16. Yoon, M.; Srirambalaji, R.; Kim, K. Chem. Rev. 2012, 112, 1196
17. Kurmoo, M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1353
18. Horcajada, P.; Chalati, T.; Serre, C.; Gillet, B.; Sebrie, C.; Baati, T.; Eubank, J. F.; Heurtaux, D.; Clayette, P.; Kreuz, C.; Chang, J. S.; Hwang, Y. K.; Marsaud, V.; Bories, P. N.; Cynober, L.; Gil, S.; Ferey, G.; Couvreur, P.; Gref, R. Nat. Mater. 2010, 9, 172
19. Horcajada, P.; Gref, R.; Baati, T.; Allan, P. K.; Maurin, G.; Couvreur, P.; Ferey, G.; Morris, R. E.; Serre, C. Chem. Rev. 2012, 112, 1232
20. Li, J. R.; Yu, J. M.; Lu, W. G.; Sun, L. B.; Sculley, J.; Balbuena, P. B.; Zhou, H. C. Nat. Commun. 2013, 4, 1538
21. Xiang, S. C.; He, Y. B.; Zhang, Z. J.; Wu, H.; Zhou, W.; Krishna, R.; Chen, B. L. Nat. Commun. 2012, 3, 954
22. Maji, T. K.; Matsuda, R.; Kitagawa, S. Nat. Mater. 2007, 6, 142
23. Deng, H. X.; Doonan, C. J.; Furukawa, H.; Ferreira, R. B.; Towne, J.; Knobler, C. B.; Wang, B.; Yaghi, O. M. Science 2010, 327, 846
24. Couck, S.; Denayer, J. F. M.; Baron, G. V.; Remy, T.; Gascon, J.; Kapteijn, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6326
25. Park, J.; Wang, Z. Y. U.; Sun, L. B.; Chen, Y. P.; Zhou, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20110
26. Paz, F. A. A.; Klinowski, J.; Vilela, S. M. F.; Tome, J. P. C.; Cavaleiro, J. A. S.; Rocha, J. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1088
27. Valtchev, V.; Majano, G.; Mintova, S.; Perez-Ramirez, J. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 263
28. Cohen, S. M. Chem. Rev. 2012, 112, 970
29. Horike, S.; Shimomura, S.; Kitagawa, S. Nat. Chem. 2009, 1, 695
30. Kole, G. K.; Vittal, J. J. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1755
31. Xiao, B.; Byrne, P. J.; Wheatley, P. S.; Wragg, D. S.; Zhao, X. B.; Fletcher, A. J.; Thomas, K. M.; Peters, L.; Evans, J. S. O.; Warren, J. E.; Zhou, W. Z.; Morris, R. E. Nat. Chem. 2009, 1, 289
32. Duan, Z. M.; Zhang, Y.; Zhang, B.; Zhu, D. B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6934
33. Serre, C.; Mellot-Draznieks, C.; Surble, S.; Audebrand, N.; Filinchuk, Y.; Ferey, G. Science 2007, 315, 1828
34. Seo, J.; Bonneau, C.; Matsuda, R.; Takata, M.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9005
35. Chen, B.; Liang, C.; Yang, J.; Contreras, D. S.; Clancy, Y. L.; Lobkovsky, E. B.; Yaghi, O. M.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1390
36. Nelson, A. P.; Farha, O. K.; Mulfort, K. L.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 458
37. Ma, L. Q.; Jin, A.; Xie, Z. G.; Lin, W. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9905
38. Sakata, Y.; Furukawa, S.; Kondo, M.; Hirai, K.; Horike, N.; Takashima, Y.; Uehara, H.; Louvain, N.; Meilikhov, M.; Tsuruoka, T.; Isoda, S.; Kosaka, W.; Sakata, O.; Kitagawa, S. Science 2013, 339, 193
39. Shekhah, O.; Wang, H.; Paradinas, M.; Ocal, C.; Schupbach, B.; Terfort, A.; Zacher, D.; Fischer, R. A.; Woll, C. Nat. Mater. 2009, 8, 481
40. Choi, S. B.; Furukawa, H.; Nam, H. J.; Jung, D. Y.; Jhon, Y. H.; Walton, A.; Book, D.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M.; Kim, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 8791
41. Jiang, H. L.; Makal, T. A.; Zhou, H. C. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 2232
42. Yang, S. H.; Lin, X.; Lewis, W.; Suyetin, M.; Bichoutskaia, E.; Parker, J. E.; Tang, C. C.; Allan, D. R.; Rizkallah, P. J.; Hubberstey, P.; Champness, N. R.; Thomas, K. M.; Blake, A. J.; Schroder, M. Nat. Mater. 2012, 11, 710
43. Mulfort, K. L.; Farha, O. K.; Malliakas, C. D.; Kanatzidis, M. G.; Hupp, J. T. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 276
44. Thallapally, P. K.; McGrail, B. P.; Dalgarno, S. J.; Schaef, H. T.; Tian, J.; Atwood, J. L. Nat. Mater. 2008, 7, 146
45. Seo, J.; Matsuda, R.; Sakamoto, H.; Bonneau, C.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12792
46. Walton, K. S.; Millward, A. R.; Dubbeldam, D.; Frost, H.; Low, J. J.; Yaghi, O. M.; Snurr, R. Q. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 406
47. Thallapally, P. K.; Tian, J.; Kishan, M. R.; Fernandez, C. A.; Dalgarno, S. J.; McGrail, P. B.; Warren, J. E.; Atwood, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16842
48. Tanaka, D.; Nakagawa, K.; Higuchi, M.; Horike, S.; Kubota, Y.; Kobayashi, L. C.; Takata, M.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3914
49. Cheng, Y.; Kajiro, H.; Noguchi, H.; Kondo, A.; Ohba, T.; Hattori, Y.; Kaneko, K.; Kanoh, H. Langmuir 2011, 27, 6905
50. Chen, Q.; Chang, Z.; Song, W. C.; Song, H.; Song, H. B.; Hu, T. L.; Bu, X. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 11550
51. Zhao, X.; Xiao, B.; Fletcher, A. J.; Thomas, K. M.; Bradshaw, D.; Rosseinsky, M. J. Science 2004, 306, 1012
52. Espinal, L.; Wong-Ng, W.; Kaduk, J. A.; Allen, A. J.; Snyder, C. R.; Chiu, C.; Siderius, D. W.; Li, L.; Cockayne, E.; Espinal, A. E.; Suib, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7944
53. Ferey, G.; Serre, C. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1380
54. Choi, H. S.; Suh, M. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6865
55. Llewellyn, P. L.; Maurin, G.; Devic, T.; Loera-Serna, S.; Rosenbach, N.; Serre, C.; Bourrelly, S.; Horcajada, P.; Filinchuk, Y.; Ferey, G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12808
56. Stylianou, K. C.; Rabone, J.; Chong, S. Y.; Heck, R.; Armstrong, J.; Wiper, P. V.; Jelfs, K. E.; Zlatogorsky, S.; Bacsa, J.; McLennan, A. G.; Ireland, C. P.; Khimyak, Y. Z.; Thomas, K. M.; Bradshaw, D.; Rosseinsky, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20466
57. Lin, X.; Jia, J.; Zhao, X.; Thomas, K. M.; Blake, A. J.; Walker, G. S.; Champness, N. R.; Hubberstey, P.; Schroder, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7358
58. Lin, X.; Telepeni, I.; Blake, A. J.; Dailly, A.; Brown, C. M.; Simmons, J. M.; Zoppi, M.; Walker, G. S.; Thomas, K. M.; Mays, T. J.; Hubberstey, P.; Champness, N. R.; Schroder, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2159
59. Langes Handbook of Chemistry, 15 th ed.; McGraw-Hill: New York, 1999.
60. Spek, A. L. J. Appl. Crystallogr. 2003, 36, 7
61. Chandler, B. D.; Enright, G. D.; Udachin, K. A.; Pawsey, S.; Ripmeester, J. A.; Cramb, D. T.; Shimizu, G. K. H. Nat. Mater. 2008, 7, 229
62. Vaidhyanathan, R.; Iremonger, S. S.; Shimizu, G. K. H.; Boyd, P. G.; Alavi, S.; Woo, T. K. Science 2010, 330, 650
63. Handbook of Compressed Gases, 3 rd ed.; Van Nostrand Reinhold: New York, 1990.
64. Bourrelly, S.; Llewellyn, P. L.; Serre, C.; Millange, F.; Loiseau, T.; Ferey, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (39) 13519
65. Yang, S. H.; Liu, L. F.; Sun, J. L.; Thomas, K. M.; Davies, A. J.; George, M. W.; Blake, A. J.; Hill, A. H.; Fitch, A. N.; Tang, C. C.; Schroder, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4954
66. Glueckauf, E.; Coates, J. I. J. Chem. Soc. 1947, 1315
67. Glueckauf, E. Trans. Faraday Soc. 1955, 51, 1540
68. Loughlin, K. F.; Hassan, M. M.; Fatehi, A. I.; Zahur, M. Gas Sep. Purif. 1993, 7, 264
69. Crank, J. The Mathematics of Diffusion, 2 nd ed.; Clarendon Press: Oxford, U.K., 1975.
70. Klafter, J.; Shlesinger, M. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 848
71. Li, L. J.; Bell, J. G.; Tang, S. F.; Lv, X. X.; Wang, C.; Xing, Y. L.; Zhao, X. B.; Thomas, K. M. Chem. Mater. 2014, 26, 4679
72. Anderssen, R. S.; Edwards, M. P.; Husain, S. A.; Loy, R. J. 19th International Congress on Modelling and Simulation (Modsim2011); The Modelling and Simulation Society of Australia and New Zealand Inc.; 2011; p 263.
73. Anderson, R. B.; Bayer, J.; Hofer, L. J. E. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1965, 4, 167
74. Zhao, Z. X.; Li, Z.; Lin, Y. S. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 10015
75. Sabouni, R.; Kazemian, H.; Rohani, S. Microporous Mesoporous Mater. 2013, 175, 85
76. Wu, H. H.; Reali, R. S.; Smith, D. A.; Trachtenberg, M. C.; Li, J. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 13951
77. Llewellyn, P. L.; Bourrelly, S.; Serre, C.; Filinchuk, Y.; Ferey, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7751